淺談懸索橋主塔基坑施工技術(shù)
關(guān)鍵詞：懸索橋,基坑,降水,施工技術(shù)
一、工程概況
某跨河大橋主橋采用雙塔雙索面自錨式懸索橋，跨度組合為70.5m+175m+70.5m=316m，兩側(cè)引橋均采用3孔一聯(lián)預應力混凝土簡支連續(xù)箱梁。大橋總長492米，橋?qū)挒?5米，橋面面積約為22140平方米。
大橋5號主塔基礎(chǔ)處于主河道區(qū)域內(nèi)，基礎(chǔ)形式采用梯形臺座，其頂面尺寸為12.5m×9.5m,底面尺寸為16.5m×19.5m,臺座厚2.5m,臺座下接16.5m×19.5m×3.65m鋼筋混凝土承臺。5號主塔基礎(chǔ)開挖時先將自然地面大面積下挖約3m，再進行基坑開挖。開挖深度為13.75m，基坑深度為10.8m，降水深度為9.4m。
橋位區(qū)位于河下游，由于河水的游蕩沖刷，河道較寬闊。地形起伏不大。地貌單元屬伊河河床及河漫灘。本區(qū)主要有卵石孔隙水、黃土孔隙孔洞裂隙水、碎屑巖類孔隙裂隙水。主要接受大氣降水和河水補給。年徑流量不大，但汛期洪水比較大。橋位區(qū)地層以第四系全新統(tǒng)、上更新統(tǒng)沖洪積形成的卵石為主。
二、施工部署
5號基坑開挖區(qū)域的樁基施工完成后，現(xiàn)場原有的泥漿池進行換填壓實。西側(cè)為工程的施工便道，東側(cè)為下游橡膠壩的蓄水池，距基坑邊大約30m，主河道的疏水通道與5號基坑相鄰。故施工周邊環(huán)境較為復雜。
基坑開挖采用大開挖，止水與降水、明排相結(jié)合的的方法達到基坑施工的目的。基坑分二級放坡，放坡坡度1：1。中間平臺寬度4m，第一級坡深度4m，第二級坡深度7m。止水第一級采用防水土工布和粘土結(jié)合達到止水效果，深度6m，開挖下口寬度2m，按1：0.7坡度開挖。止水第二級考慮離基坑較近，考慮采用GFC咬合樁既能達到止水效果，又對邊坡的穩(wěn)定起安全作用。
考慮水量較大，采用管井進行降低坑邊水位，達到坑底僅有少量水涌出�？拥姿眉捎妹髋诺姆椒ㄟM行排水。現(xiàn)場配備發(fā)電機組，安排斷電自動發(fā)電裝置，保證基坑施工期間降水不中斷。
三、施工方案
鑒于5號墩基坑地下水位較高，施工現(xiàn)場距離河道較近，本工程采用止水、導水、排水和降水相結(jié)合的施工措施來保證基坑開挖順利進行。
四、止水帷幕
為達到止水效果，止水帷幕分兩級，第一級用粘土+防水土工布沿基坑周邊布置，深度6m。第二級用GFC樁咬合樁布置在二級臺階。詳見下圖。
1 、土工布泥土墻
沿墩臺外邊線17m處布置土工布泥土墻，以達到止水效果，泥土墻布置長度293.6m，布置具體位置見平面布置圖。用長臂挖掘機沿布置位置進行基槽開挖，基底開挖寬度2米，邊形成坡道，坡度為1:0.7，每次開挖長度12m左右。基槽開挖后，在一端用污水泵進行降水。用粘土覆蓋靠坑邊坡道，厚度100mm。鋪防水土工布，在用粘土覆蓋100mm，然后用砂卵回填，回填要密實。注意土工布搭界長度不小于500mm。
2、CFG樁
為達到止水效果，根據(jù)工程地質(zhì)及周邊環(huán)境，在承臺外邊線7m處進行雙排CFG樁施工，前排與后排交錯布置，樁咬合100mm，樁徑為500mm，樁心間距為750mm。共計558根，樁底標高-13m。
采用長螺旋鉆內(nèi)泵壓混凝土的灌注施工方法�；炷敛捎肅25，運輸車運至施工現(xiàn)場，地泵配合進行灌注，地泵輸送混凝土長度55m。施工前進行成樁工藝試驗，確定施工工藝和參數(shù)，試樁數(shù)量符合設計要求并且不少于2根。
2.1、CFG樁施工
鉆孔開始時，關(guān)閉鉆頭閥門，向下移動鉆桿至鉆頭觸及地面時，啟動電機，將鉆桿旋轉(zhuǎn)下沉至設計標高，關(guān)閉電機，清理鉆孔周圍土。成孔時應先慢后快，這樣能避免鉆桿搖晃，也能及時檢查并糾正鉆桿偏位的差值。
CFG樁成孔到設計標高后，停止鉆進，開始泵送混凝土，當鉆桿芯管充滿混凝土后開始拔管，嚴禁先拔管后泵料。成樁的提拔速度控制在2m/min-3m/min，成樁過程連續(xù)進行，避免供料出現(xiàn)問題導致停機待料。
2.2、操作要點
�、�、開鉆前必須檢查鉆頭上的出料活門是否閉合，嚴禁開口鉆進。
�、�、鉆進過程中，未達到設計標高不得反轉(zhuǎn)或提升鉆桿，如因特殊情況要反轉(zhuǎn)提升鉆桿，應將鉆桿提至地表，對鉆頭活門重新疏通、閉合。
�、恰€@進過程中，長螺旋鉆機自控系統(tǒng)嚴格控制螺紋鉆桿下降速度和旋轉(zhuǎn)速度，使二者匹配，要求螺紋鉆桿旋轉(zhuǎn)一圈，鉆桿下降一個螺距，鉆至設計深度。
�、�、鉆頭鉆到設計標高后，長螺旋鉆機反向旋轉(zhuǎn)提升螺紋鉆桿，提鉆過程中，長螺旋鉆機自控系統(tǒng)嚴格控制螺紋鉆桿提升速度和旋轉(zhuǎn)速度，并保持同步和匹配，要求螺紋鉆桿旋轉(zhuǎn)一圈，鉆桿上升一個螺距，與此同時制備好的混凝土開始由高壓泵輸送，通過空心螺紋鉆桿由鉆頭泵出。
�、�、提鉆時，鉆頭到達不塌孔位置或地下水位以上，方可停止泵壓混凝土。
�、�、混凝土應連續(xù)灌注，樁身充盈系數(shù)應為1.2～1.25，樁身混凝土超灌高度不宜小于0.5m，以保證鑿除浮漿后，樁頂混凝土達到設計強度值。
(二)、降水及排水施工
由于基坑降水量較大，為確保深基坑施工順利進行，在距基坑邊1m處每間距5m布置一口深22m的降水井，降水管井總數(shù)為53個�？紤]淤積、管座及沉砂，以及泵的進水口的位置，打井成孔直徑600mm，濾管采用Φ400預制混凝土管，在管壁上沖孔，孔徑Φ20，呈梅花形布置。井管高出地面300mm，粘土回填封孔不低于2m。降水井布置詳見右圖。橫橋向在基坑兩側(cè)各布置一道直徑為800mm的污水管道，每隔15m設置一口集水井，集水井共20口�；娱_挖后，在井管降水持續(xù)進行的同時，仍需進行明排降水。
1、施工要求
�、�、沖擊式打樁機垂直打井，井深不得小于22米。
�、�、打井施工達到設計深度后宜多打進0.5～1m，用大泵量沖洗泥漿減少沉淀，并應立即下管注入清水，稀釋泥漿比重接近1.05后，投入濾料不少于計算量95%，嚴禁井管強行插入導致井壁坍塌。濾料填至含水層以上，改用粘土回填封孔不少于2m。
�、�、洗井不應擱置時間過長或完成打井后集中洗井。
2、施工方法
�、�、采用沖擊鉆成孔，成孔直徑600mm，成井直徑400mm，孔深22m。
�、啤⒊煽缀鬀_孔換漿，底部填入少許礫料后安裝沉砂管底座，上面連接沖孔砼管，外纏兩層孔徑1～2mm的鐵絲網(wǎng)，為保證濾管強度及進水能力，每個降水井下沖孔砼管至少10m , 每米管沖孔(直徑20mm)不得少于20個,但也不得超過30個。上面井管為實管。
�、�、下管方法采用托盤法，先將井底盤與第一節(jié)井管組裝對正連接好，采用尼龍網(wǎng)包扎，用三根竹片(呈等邊三角形)固定，距每節(jié)井管上下150mm位置再用粗鐵絲綁扎牢固后慢慢下放，然后逐節(jié)按此方法下至到井底。井管之間的連接要牢固可靠。
�、取⒕馨惭b完畢后，在管井與孔壁之間填入礫料, 濾料規(guī)格為4-6mm，礫料厚度取100mm。為保證填礫四周厚度的均勻和防止井管傾斜，填料前井管固定好，然后從四周同時進行填料礫料填至地面以下2m，上部粘土填充密實。
⑸、成井后立即進行洗井，達到水清砂凈。
�、�、邊坡支護
基坑護坡采用噴射混凝土進行護坡，坡面鋼筋網(wǎng)為8@180mm×180mm，噴射混凝土強度為C20(設計配比為：水泥：砂：碎石：速凝劑=1：2：2：0.03〖重量比〗)，噴射混凝土厚度為110mm;鋼筋網(wǎng)片坑邊要外翻1.0m寬，用Φ18(長0.5m)的鋼釬固定牢固。
(四)基坑開挖
橫橋向從兩邊向中間的方向進行基坑的開挖。5號承臺基坑深度最大深度在11m以內(nèi)，地質(zhì)情況以卵石為主�；踊灼矫娉叽绨椿A(chǔ)平面尺寸四周各邊增寬100cm，以便在基礎(chǔ)底面外安置模板及設置排水溝和集水坑之用。基坑采用1：1的坡比，分三階開挖，第一階為從121.20m向下開挖至止水帷幕墻CFG樁樁頂處，開挖深度為4米，第二階開挖深度為3.5米，第三階開挖深度為3.5米。詳見上圖。
五、結(jié)語
通過對本工程中主塔基礎(chǔ)基坑施工方案的深入研究和總結(jié)，可以為同類橋梁基坑的降水施工提供寶貴的實踐經(jīng)驗。
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